超聲波流量計 超聲波換能器性能開發及設計與實現二十七

由上一小節的分析可知，（超聲波流量計）管道放除垢中空化效應是起著決定性作用的效應，所以對于生產者和使用者來說就會更為關心超聲場中空化強度的強弱，因為其決定著防除垢的效率。與超聲空化強度直接相關的聲學量是聲能量以及工作頻率，其中頻率與空化閥值的關系非常密切，其決定空化泡成長的時間，頻率越高空化泡崩潰前的成長就時間越少；而聲能量決定空化泡的膨脹率。輸入到聲場中的能量大到一定程度，空化強度會減弱，說明并不是聲能量越大越好，而是存在一個最有的輸入聲能量。因此，聲能量和頻率對防除垢用超聲波換能器是兩個非常重要的指標。

本系統研究的換能器屬于發射換能器，通常情況下會用發射聲功率這一指標來衡量，液體聲揚中的超聲波強度(聲功率)是超聲波系統一個最主要的指標。前文中提到，所謂發射聲功率，指的是一個發射器在單位時間里向介質聲場輻射聲能多少的物理量，它的大小直接影響超聲處理的作用效果。目前大功率條件下聲功率的測量主要有量熱法，諧振導納計算法，瓦特計法和諧振——失諧法。總的來說，大功率條件下聲功率的測量是一個復雜的過程。日本E．Moil提出的瓦特計測量郎之萬型換能器輸出聲功率的方法已經作為日本工業標準。1995年第26界美國超聲工業協會(UIA)會議也考慮將它作為工業標準。可見用于測量大功率換能器工作狀態下輸出聲功率的瓦特計法已經得到了廣泛的認同。

超聲波流量計